A bomba de fluxo mixto de eixo totalmente axustable é un tipo de bomba de diámetro medio e grande que usa un axustador do ángulo da pala para accionar as palas da bomba e rotar, cambiando así o ángulo de colocación da pala para lograr cambios de caudal e altura. O principal medio de transporte é auga limpa ou augas residuais lixeiras a 0~50 ℃ (os medios especiais inclúen auga de mar e auga do río Amarelo). Úsase principalmente nos campos de proxectos de conservación de auga, rego, drenaxe e proxectos de desviación de auga, e utilízase en moitos proxectos nacionais como o Proxecto de Desviación de Auga de Sur a Norte e o Proxecto de Desviación do Río Yangtzé ao Río Huaihe.
As láminas do eixo e da bomba de fluxo mixto están espacialmente distorsionadas. Cando as condicións de funcionamento da bomba se desvían do punto de deseño, a relación entre a velocidade circunferencial dos bordos interior e exterior das láminas destrúese, o que provoca que a sustentación xerada polas láminas (perfís aerodinámicos) en diferentes raios deixe de ser igual, o que provoca que o fluxo de auga na bomba sexa turbulento e a perda de auga aumente; canto máis lonxe do punto de deseño, maior será o grao de turbulencia do fluxo de auga e maior será a perda de auga. As bombas de fluxo axiais e mixto teñen unha baixa altura e unha zona de alta eficiencia relativamente estreita. O cambio da súa altura de traballo provocará unha redución significativa na eficiencia da bomba. Polo tanto, as bombas de fluxo axiais e mixto xeralmente non poden usar estrangulación, xiro e outros métodos de axuste para cambiar o rendemento de traballo das condicións de funcionamento; ao mesmo tempo, debido a que o custo da regulación da velocidade é demasiado alto, a regulación de velocidade variable raramente se usa no funcionamento real. Dado que as bombas de fluxo axiais e mixto teñen un corpo de cubo máis grande, é conveniente instalar láminas e mecanismos de biela de lámina que poidan axustar o ángulo. Polo tanto, o axuste das condicións de traballo das bombas de fluxo axiais e mixto adoita adoptar un axuste de ángulo variable, o que pode facer que as bombas de fluxo axiais e mixto funcionen nas condicións de traballo máis favorables.
Cando a diferenza do nivel da auga augas arriba e augas abaixo aumenta (é dicir, a altura neta aumenta), o ángulo de colocación da pala axústase a un valor menor. Mantendo unha eficiencia relativamente alta, o caudal de auga redúcese axeitadamente para evitar que o motor se sobrecargue; cando a diferenza do nivel da auga augas arriba e augas abaixo diminúe (é dicir, a altura neta diminúe), o ángulo de colocación da pala axústase a un valor maior para cargar completamente o motor e permitir que a bomba de auga bombee máis auga. En resumo, o uso de bombas de eixo e fluxo mixto que poden cambiar o ángulo da pala pode facer que funcione no estado de traballo máis favorable, evitando a parada forzada e conseguindo unha alta eficiencia e un alto bombeo de auga.
Ademais, cando se arranca a unidade, o ángulo de colocación da pala pódese axustar ao mínimo, o que pode reducir a carga de arranque do motor (aproximadamente 1/3~2/3 da potencia nominal); antes de apagar, o ángulo da pala pódese axustar a un valor menor, o que pode reducir a velocidade de refluxo e o volume de auga do fluxo de auga na bomba durante o apagado e reducir os danos por impacto do fluxo de auga no equipo.
En resumo, o efecto do axuste do ángulo da pala é significativo: ① Axustar o ángulo a un valor menor facilita o arranque e o apagado; ② Axustar o ángulo a un valor maior aumenta o caudal; ③ Axustar o ángulo pode facer que a unidade de bomba funcione de forma económica. Pódese observar que o axustador do ángulo da pala ocupa unha posición relativamente importante no funcionamento e xestión de estacións de bombeo medianas e grandes.
O corpo principal da bomba de fluxo mixto de eixo totalmente axustable consta de tres partes: o cabezal da bomba, o regulador e o motor.
Ⅰ, Cabezal da bomba
A velocidade específica da bomba de fluxo mixto axial totalmente axustable é de 400 a 1600 (a velocidade específica convencional da bomba de fluxo axial é de 700 a 1600) (a velocidade específica convencional da bomba de fluxo mixto é de 400 a 800) e a altura xeral é de 0 a 30,6 m. O cabezal da bomba está composto principalmente pola bocina de entrada de auga (xunta de expansión de entrada de auga), pezas do rotor, pezas da cámara do impulsor, corpo da paleta guía, asento da bomba, cóbado, pezas do eixe da bomba, pezas da empaquetadura, etc. Introdución aos compoñentes clave:
1. O compoñente do rotor é o compoñente central da cabeza da bomba. Consta de álabes, corpo do rotor, varilla de tracción inferior, rolamento, brazo de manivela, marco de accionamento, biela e outras pezas. Despois da montaxe xeral, realízase unha proba de equilibrio estático. Entre elas, o material da álabe é preferentemente ZG0Cr13Ni4Mo (alta dureza e boa resistencia ao desgaste) e adóptase mecanizado CNC. O material das pezas restantes é xeralmente principalmente ZG.
2. Os compoñentes da cámara do impulsor están abertos integralmente polo medio, axustándose con parafusos e colocándose con pasadores cónicos. O material é preferentemente ZG integral, e algunhas pezas están feitas de aceiro inoxidable revestido con ZG (esta solución é complexa de fabricar e propensa a defectos de soldadura, polo que se debe evitar na medida do posible).
3. Corpo da álabe guía. Dado que a bomba totalmente axustable é basicamente unha bomba de calibre medio a grande, téñense en conta a dificultade da fundición, o custo de fabricación e outros aspectos. Xeralmente, o material preferido é ZG+Q235B. A álabe guía está fundida nunha soa peza e a brida da carcasa é de chapa de aceiro Q235B. As dúas están soldadas e logo procesadas.
4. Eixo da bomba: A bomba totalmente axustable é xeralmente un eixo oco con estruturas de brida en ambos extremos. O material é preferiblemente forxado 45 + revestimento 30Cr13. O revestimento no rodamento da guía de auga e no recheo serve principalmente para aumentar a súa dureza e mellorar a resistencia ao desgaste.
Ⅱ. Introdución aos principais compoñentes do regulador
Hoxe en día, no mercado úsase principalmente o regulador hidráulico do ángulo da lámina incorporado. Consta principalmente de tres partes: corpo xiratorio, tapa e caixa do sistema de visualización de control.
1. Corpo xiratorio: o corpo xiratorio consta dun asento de soporte, un cilindro, un depósito de combustible, unha unidade de potencia hidráulica, un sensor de ángulo, un anel deslizante de subministración de enerxía, etc.
Todo o corpo rotatorio está colocado no eixe do motor principal e xira sincronicamente co eixe. Está aparafusado á parte superior do eixe do motor principal a través da brida de montaxe.
A brida de montaxe está conectada ao asento de soporte.
O punto de medición do sensor de ángulo está instalado entre a vara do pistón e o manguito da varilla de acoplamento, e o sensor de ángulo está instalado fóra do cilindro de combustible.
O anel deslizante da fonte de alimentación está instalado e fixado na tapa do depósito de combustible, e a súa parte xiratoria (rotor) xira sincronicamente co corpo xiratorio. O extremo de saída do rotor está conectado á unidade de potencia hidráulica, ao sensor de presión, ao sensor de temperatura, ao sensor de ángulo e ao interruptor de límite; a parte do estator do anel deslizante da fonte de alimentación está conectada ao parafuso de tope da tapa e a saída do estator está conectada ao terminal da tapa do regulador;
A vara do pistón está aparafusada á biela da bomba de auga.
A unidade de potencia hidráulica está dentro do depósito de combustible, que proporciona enerxía para a acción do cilindro de combustible.
Hai dúas argolas de elevación instaladas no depósito de aceite para o seu uso cando se iza o regulador.
2. Cuberta (tamén chamada corpo fixo): Consta de tres partes. Unha parte é a cuberta exterior; a segunda parte é a tapa da cuberta; a terceira parte é a xanela de observación. A cuberta exterior está fixada na parte superior da cuberta exterior do motor principal e cobre o corpo xiratorio.
3. Caixa do sistema de visualización de control (como se mostra na Figura 3): Consta de PLC, pantalla táctil, relé, contactor, fonte de alimentación CC, botón, indicador luminoso, etc. A pantalla táctil pode mostrar o ángulo actual da lámina, o tempo, a presión do aceite e outros parámetros. O sistema de control ten dúas funcións: control local e control remoto. Os dous modos de control cámbianse mediante o botón de dúas posicións da caixa do sistema de visualización de control (denominada "caixa de visualización de control", o mesmo que se mostra a continuación).
3. Comparación e selección de motores síncronos e asíncronos
A. Vantaxes e desvantaxes dos motores síncronos
Vantaxes:
1. O espazo de aire entre o rotor e o estator é grande, e a instalación e o axuste son convenientes.
2. Funcionamento suave e forte capacidade de sobrecarga.
3. A velocidade non varía coa carga.
4. Alta eficiencia.
5. Pódese mellorar o factor de potencia. Pódese subministrar enerxía reactiva á rede eléctrica, mellorando así a calidade desta. Ademais, cando o factor de potencia se axusta a 1 ou preto del, a lectura do amperímetro diminuirá porque se reduce o compoñente reactivo da corrente, o que é imposible para os motores asíncronos.
Desvantaxes:
1. O rotor precisa ser alimentado por un dispositivo de excitación dedicado.
2. O custo é elevado.
3. O mantemento é máis complicado.
B. Vantaxes e desvantaxes dos motores asíncronos
Vantaxes:
1. O rotor non precisa estar conectado a outras fontes de alimentación.
2. Estrutura sinxela, peso lixeiro e baixo custo.
3. Fácil mantemento.
Desvantaxes:
1. A enerxía reactiva debe extraerse da rede eléctrica, o que deteriora a calidade da rede eléctrica.
2. O espazo de aire entre o rotor e o estator é pequeno, e a instalación e o axuste son inconvenientes.
C. Selección de motores
A selección de motores cunha potencia nominal de 1000 kW e unha velocidade nominal de 300 r/min debe determinarse en función de comparacións técnicas e económicas segundo as circunstancias específicas.
1. Na industria da conservación da auga, cando a capacidade instalada é inferior a 800 kW, prefírense os motores asíncronos. Cando a capacidade instalada é superior a 800 kW, prefírense os motores síncronos.
2. A principal diferenza entre os motores síncronos e os motores asíncronos é que hai un enrolamento de excitación no rotor e é necesario configurar unha pantalla de excitación de tiristor.
3. O departamento de subministración de enerxía do meu país estipula que o factor de potencia na fonte de alimentación do usuario debe ser superior a 0,90. Os motores síncronos teñen un factor de potencia elevado e poden cumprir os requisitos da subministración de enerxía; mentres que os motores asíncronos teñen un factor de potencia baixo e non poden cumprir os requisitos da subministración de enerxía, polo que se require compensación de potencia reactiva. Polo tanto, as estacións de bombeo equipadas con motores asíncronos xeralmente deben estar equipadas con pantallas de compensación de potencia reactiva.
4. A estrutura dos motores síncronos é máis complexa que a dos motores asíncronos. Cando o proxecto da estación de bombeo teña que ter en conta a xeración de enerxía e a modulación de fase, débense seleccionar motores síncronos.
Bombas de fluxo mixto axial totalmente axustablesúsanse amplamente en unidades verticais (ZLQ, HLQ, ZLQK), unidades horizontais (inclinadas) (ZWQ, ZXQ, ZGQ) e tamén se poden usar en unidades LP de baixa elevación e gran diámetro.
Data de publicación: 18 de outubro de 2024